CN108282171B - 一种自干扰抵消装置及电子车牌读写器 - Google Patents
一种自干扰抵消装置及电子车牌读写器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108282171B CN108282171B CN201711402842.XA CN201711402842A CN108282171B CN 108282171 B CN108282171 B CN 108282171B CN 201711402842 A CN201711402842 A CN 201711402842A CN 108282171 B CN108282171 B CN 108282171B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- self
- amplitude
- cancellation
- combiner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims abstract description 43
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 24
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K17/00—Methods or arrangements for effecting co-operative working between equipments covered by two or more of main groups G06K1/00 - G06K15/00, e.g. automatic card files incorporating conveying and reading operations
- G06K17/0022—Methods or arrangements for effecting co-operative working between equipments covered by two or more of main groups G06K1/00 - G06K15/00, e.g. automatic card files incorporating conveying and reading operations arrangements or provisions for transferring data to distant stations, e.g. from a sensing device
- G06K17/0029—Methods or arrangements for effecting co-operative working between equipments covered by two or more of main groups G06K1/00 - G06K15/00, e.g. automatic card files incorporating conveying and reading operations arrangements or provisions for transferring data to distant stations, e.g. from a sensing device the arrangement being specially adapted for wireless interrogation of grouped or bundled articles tagged with wireless record carriers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
- H04B1/12—Neutralising, balancing, or compensation arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
- H04L25/03159—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the frequency domain
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
本发明涉及了一种自干扰抵消装置及电子车牌读写器,该自干扰抵消装置包括:数控自干扰抑制电路,用于从发射通道耦合部分发射载波信号,并对所耦合的发射载波信号进行幅度和相位的调整以生成第一抵消信号,且使用所述第一抵消信号对接收通道中的载波泄漏信号进行一次抵消;模拟自干扰抑制电路,用于从发射通道耦合部分发射载波信号,并对所耦合的发射载波信号进行幅度和相位的调整以生成第二抵消信号,且使用所述第二抵消信号对所述数控自干扰抑制电路输出的信号进行二次抵消。实施本发明的技术方案,能有效减少载波泄漏信号对接收信号噪声的影响。
Description
技术领域
本发明涉及智能交通(Intelligent Transportation System,ITS)领域,尤其涉及一种自干扰抵消装置及电子车牌读写器。
背景技术
电子车牌读写器采用的是无源RFID工作原理,在RFID系统应用中,标签本身是不产生电磁波的。读写器与车载的电子标签通信时,采用的是后向散射原理的射频识别技术(与雷达工作原理一致),这种同频、同时的全双工的通信模式无法通过滤波器的方法来抑制发射和接收通道之间的相互干扰。
为了将发射的强载波信号和接收到的标签反射的弱信号分开,一般采用环行器或定向耦合器来实现,但环行器或定向耦合器的隔离度通常只有20~25dB左右,难以做到更高的隔离度。在收发隔离较差的情况下,出现较大的发射功率泄漏到接收通道中,且载波泄漏信号远远大于接收到的标签返回信号,造成相当严重的本地载波泄漏问题,从而使接收前端电路偏离线性工作区,产生接收信噪比的恶化、有用信号被干扰信号淹没、接收机无法从接收到的信号中甄别出标签反射的微弱信号,导致接收信号的动态范围变小,降低了读写器的接收灵敏度,造成了系统的有效通信距离下降。
在发射信号泄漏到接收通路的自干扰信号中,包括环行器或定向耦合器泄漏的载波信号、射频开关电路的失配反射信号、天线负载的驻波反射信号等。其中以载波泄漏影响最大,是制约读写器灵敏度的重要因素。为了改善读写器的灵敏度,提升读写器与标签之间的通讯距离,必须对上述泄漏信号进行消除。为了减少泄漏到接收通道的载波信号,普遍采用的方式是在发射通道耦合一部分载波信号,经过移相和幅度调整后,产生一个与载波泄漏信号等幅反相的抵消信号,该抵消信号与载波泄漏信号进行矢量合成,即可实现对接收通道上的泄漏载波抵消。
目前,对抵消信号的控制通常采用的是单独的模拟自适应对消方式或数字闭环控制方式,对于模拟自适应对消方式,虽然能自动调整随着电磁环境的变化而变化的载波泄漏信号,但链路容易引入额外较多有源噪声,且模拟抵消比的动态范围较小;对于数字闭环控制方式,只能抑制幅度和相位相对稳定的载波泄漏信号,根本无法抑制信号参量随外部工作环境时刻变化的反射干扰信号。因此,以上两种方式均不能有效减少载波泄漏信号对接收信号噪声的影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种自干扰抵消装置及电子车牌读写器,能有效减少载波泄漏信号对接收信号噪声的影响。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种自干扰抵消装置,用于电子车牌读写器,包括:
数控自干扰抑制电路,用于从发射通道耦合部分发射载波信号,并对所耦合的发射载波信号进行幅度和相位的调整以生成第一抵消信号,且使用所述第一抵消信号对接收通道中的载波泄漏信号进行一次抵消;
模拟自干扰抑制电路,用于从发射通道耦合部分发射载波信号,并对所耦合的发射载波信号进行幅度和相位的调整以生成第二抵消信号,且使用所述第二抵消信号对所述数控自干扰抑制电路输出的信号进行二次抵消。
优选地,所述数控自干扰抑制电路包括正交移相模块、第一合路器、低噪放大器、功率检测器和MCU,其中,所述正交移相模块的输入端连接发射通道的第一耦合器,所述正交移相模块的输出端连接所述第一合路器的第一输入端,所述第一合路器的第二输入端输入载波泄漏信号及标签返回信号,所述第一合路器的输出端分别连接所述低噪放大器的输入端及所述功率检测器的输入端,所述功率检测器的输出端连接所述MCU,且所述MCU用于根据所述功率检测器的检测结果控制所述正交移相模块的调整参数,所述低噪放大器的输出端为所述数控自干扰抑制电路的输出端,其中标签返回信号中包含有发射通道泄漏的载波泄漏信号。
优选地,所述正交移相模块包括90度电桥、第一移相器、第一开关器、第一衰减器、第二移相器、第二开关器、第二衰减器及合成器,其中,所述90度电桥的输入端连接发射通道的第一耦合器,所述90度电桥的第一输出端依次通过所述第一移相器、所述第一开关器、所述第一衰减器连接所述合成器的第一输入端,所述90度电桥的第二输出端依次通过所述第二移相器、所述第二开关器、所述第二衰减器连接所述合成器的第二输入端,所述合成器的输出端连接所述第一合路器第一输入端。
优选地,所述数控自干扰抑制电路还包括限幅器,所述限幅器的输入端连接所述第一合路器的输出端,所述限幅器的输出端连接所述低噪放大器的输入端。
优选地,所述MCU包括:
幅度检测模块,用于检测所述载波泄漏信号的幅度;
象限确定模块,用于确定第一抵消信号所在的目标象限;
分量确定模块,用于在所述目标象限内,确定合成所述第一抵消信号的两个分量的目标幅度区间;
目标确定模块,用于在所述两个分量的目标幅度区间内遍历所述正交移相模块的调整参数,并判断所述功率检测器的检测结果是否满足预设条件,若是,则将满足预设条件时的调整参数确定为目标调整参数。
优选地,所述象限确定模块,用于在四个象限内分别确定一与所述载波泄漏信号的幅度等值的参考信号,并将四个参考信号分别与所述载波泄漏信号进行合成,且将四个合成信号中最小的一个所对应的参考信号的象限确定为第一抵消信号所在的目标象限。
优选地,所述四个参考信号的相位角分别为45度、135度、225度、270度。
优选地,所述分量确定模块包括:
载波泄漏信号第一端值确定单元,用于将幅度为的第二分量分别与幅度为A、A/2的第一分量进行合成,且将两个合成信号中的较小的一个所对应的第一分量的幅度确定为第一分量目标幅度区间的端值,其中,A为所述载波泄漏信号的幅度;
区间确定单元,用于根据所确定的两个分量的目标幅度区间的端值分别确定两个分量的目标幅度区间。
优选地,所述模拟自干扰抑制电路包括矢量调制器、自动增益控制电路、移相电路、正交混频器、第二合路器、放大器、滤波器及控制电路,其中,所述矢量调制器的输入端连接发射通道的第一耦合器,所述矢量调制器的输出端连接所述第二合路器的第一输入端,所述第二合路器的第二输入端连接所述数控自干扰抑制电路的输出端,所述第二合路器的输出端依次通过所述放大器、所述滤波器连接所述正交混频器的第一输入端;所述自动增益控制电路的输入端连接发射通道的第一耦合器,所述自动增益控制电路的输出端连接所述移相电路的输入端,所述移相电路的输出端连接所述正交混频器的第二输入端;所述控制电路根据所述正交混频器输出的残余误差同向信号及残余误差正交信号控制所述矢量调制器进行相应的幅度和相位调制。
本发明还构造一种电子车牌读写器,包括射频单元和信号处理单元,其特征在于,所述射频单元包括设置在接收通道中的自干扰抵消装置,所述自干扰抵消装置为以上所述的自干扰抵消装置。
实施本发明的技术方案,自干扰抵消装置采用数字闭环控制自适应和模拟闭环自适应两种抵消方式,合理分配各级抵消功率对载波泄漏信号进行抵消,既能提高载漏抵消比的动态范围,又能自动自适应调整随环境变化的载波泄漏信号,有效减少载波泄漏信号对接收信号噪声的影响,提高了电子车牌读写器的接收灵敏度和通信距离。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中:
图1是本发明电子车牌读写器实施例一的逻辑结构图;
图2是本发明数控自干扰抑制电路中第一MCU的逻辑结构图;
图3A至图3F是确定第一抵消信号时各个步骤所对应的矢量图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明构造一种新的自干扰抵消装置,该自干扰抵消装置可应用在电子车牌读写器的接收通道中,且包括数控自干扰抑制电路和模拟自干扰抑制电路,其中,数控自干扰抑制电路用于从发射通道耦合部分发射载波信号,并对所耦合的发射载波信号进行幅度和相位的调整以生成第一抵消信号,且使用所述第一抵消信号对接收通道中的载波泄漏信号进行一次抵消;模拟自干扰抑制电路用于从发射通道耦合部分发射载波信号,并对所耦合的发射载波信号进行幅度和相位的调整以生成第二抵消信号,且使用所述第二抵消信号对所述数控自干扰抑制电路输出的信号进行二次抵消。
该实施例的自干扰抵消装置采用数字闭环控制自适应和模拟闭环自适应两种抵消方式,合理分配各级抵消功率对载波泄漏信号进行抵消,既能提高载漏抵消比的动态范围,又能自动自适应调整随环境变化的载波泄漏信号,有效减少载波泄漏信号对接收信号噪声的影响,提高了电子车牌读写器的接收灵敏度和通信距离。
图1是本发明电子车牌读写器实施例一的逻辑结构图,该实施例的电子车牌读写器包括射频单元100和信号处理单元200。
该实施例的信号处理单元200包括ADC驱动芯片210、ADC芯片220、DAC芯片230、FPGA芯片240、第二MCU250。
该实施例的射频单元100包括发射模块、接收模块、第二耦合器130、射频开关140和天线(未示出)。其中,第二耦合器130用于切换收发通道。发射模块包括依次相连的带I/Q调制的PLL111、第一滤波器112、驱动放大器113、数字衰减器114、功放115和第一耦合器116,该第一耦合器用于耦合部分发射载波信号。而接收模块包括自干扰抵消装置、IF滤波放大电路123和IF可变增益放大电路124,其中,自干扰抵消装置包括数控自干扰抑制电路121和模拟自干扰抑制电路122。
关于数控自干扰抑制电路121,其具体包括第一MCU1211、正交移相模块1212、第一合路器1213、低噪放大器1214、限幅器1215和功率检测器1216,其中,正交移相模块1212的输入端连接发射通道的第一耦合器116,正交移相模块1212的输出端连接第一合路器1213的第一输入端,第一合路器1213的第二输入端连接第二耦合器130,用于接入标签返回信号。第一合路器1213的输出端连接功率检测器1216的输入端及限幅器1215的输入端,限幅器1215的输出端连接低噪放大器1214的输入端。功率检测器1216的输出端连接第一MCU1211,该第一MCU1211用于根据功率检测器1216的检测结果控制正交移相模块1212的调整参数。另外,低噪放大器1214的输出端为数控自干扰抑制电路121的输出端,其中标签返回信号中包含有发射通道泄漏的载波泄漏信号。可以理解的,第一MCU1211和第二MCU250可以为同一个MCU也可以是不同的MCU只要完成对应的功能即可。
在该数控自干扰抑制电路121中,正交移相模块1212包括90度电桥12121、第一移相器12122、第二移相器12122′、第一开关器12123、第二开关器12123′、第三移相器12124、第四移相器12124′、第一衰减器12125、第二衰减器12125′及合成器12126,其中,90度电桥12121的输入端连接发射通道的第一耦合器116,90度电桥12121的第一输出端依次通过第一移相器12122、第一开关器12123、第三移相器12124、第一衰减器12125连接合成器12126的第一输入端,90度电桥12121的第二输出端依次通过第二移相器12122′、第二开关器12123′、第四移相器12124′、第二衰减器12125′连接合成器12126的第二输入端,合成器12126的输出端连接第一合路器1213第一输入端。
关于第一MCU1211,结合图2,其包括幅度检测模块12111、象限确定模块12112、分量确定模块12113和目标确定模块12114,其中,幅度检测模块12111用于检测载波泄漏信号的幅度;象限确定模块12112用于确定第一抵消信号所在的目标象限;分量确定模块12113用于在目标象限内,确定合成第一抵消信号的两个分量的目标幅度区间;目标确定模块12114用于在两个分量的目标幅度区间内遍历正交移相模块的调整参数,并判断功率检测器的检测结果是否满足预设条件,若是,则将满足预设条件时的调整参数确定为目标调整参数。
在一个可选实施例中,象限确定模块12112用于在四个象限内分别确定一与载波泄漏信号的幅度等值的参考信号,并将四个参考信号分别与载波泄漏信号进行合成,且将四个合成信号中最小的一个所对应的参考信号的象限确定为第一抵消信号所在的目标象限。优选地,四个参考信号的相位角分别为45度、135度、225度、270度。
在一个可选实施例中,分量确定模块12113包括第一端值确定单元、第二端值确定单元和区间确定单元,其中,第一端值确定单元用于将幅度为的第二分量分别与幅度为A、A/2的第一分量进行合成,且将两个合成信号中的较小的一个所对应的第一分量的幅度确定为第一分量目标幅度区间的端值,其中,A为载波泄漏信号的幅度;第二端值确定单元用于将幅度为的第一分量分别与幅度为A、A/2的第二分量进行合成,且将两个合成信号中的较小的一个所对应的第二分量的幅度确定为第二分量目标幅度区间的端值;区间确定单元用于根据所确定的两个分量的目标幅度区间的端值分别确定两个分量的目标幅度区间。
再结合图1,关于模拟自干扰抑制电路122,其具体包括矢量调制器1221、自动增益控制电路1222、移相电路1223、第二合路器1224、放大器1225、第二滤波器1226、正交混频器1227及控制电路1228,其中,矢量调制器1221的输入端连接发射通道的第一耦合器116,矢量调制器1221的输出端连接第二合路器1224的第一输入端,第二合路器1224的第二输入端连接数控自干扰抑制电路121的输出端,第二合路器1224的输出端依次通过放大器1225、第二滤波器1226连接正交混频器1227的第一输入端。自动增益控制电路1222的输入端连接发射通道的第一耦合器116,自动增益控制电路1222的输出端连接移相电路1223的输入端,移相电路1223的输出端连接正交混频器1227的第二输入端。控制电路1228根据正交混频器1227输出的残余误差同向信号及残余误差正交信号控制矢量调制器1221进行相应的幅度和相位调制。
下面结合图1说明该电子车牌读写器的工作原理:
当需要发射信号时,第二MCU向FPGA传送发射信号,由FPGA240输出正交基带信号,通过DAC芯片230输入到带I/Q调制的PLL111进行调制,PLL111输出所需的工作频率,然后经由第一滤波器112进行滤波,再通过驱动放大器113放大,之后通过数字衰减器114调整合适的输出功率,然后通过功放115进行信号放大,最终通过射频开关(例如单刀四掷开关)140选择发射到的天线从而辐射出去。另外需说明的是,发射通道中的第一耦合器116为耦合发射载波信号的定向耦合器,所耦合的部分发射载波信号用于产生第一抵消信号。第二耦合器130用于切换收发通道。
在接收通道中,标签返回信号经天线、射频开关140输入到第二耦合器130,该第二耦合器130所耦合的包含有载波泄漏信号的标签返回信号先送入数控自干扰抑制电路121。
在数控自干扰抑制电路121中,由于第一耦合器116耦合了部分发射载波信号,正交移相模块1212在第一MCU1211的控制下进行相位和幅度调整,产生第一抵消信号,该第一抵消信号与第二耦合器130所泄漏的载波泄漏信号在第一合路器1213中进行一次抵消,抵消后的信号送入限幅器1215,该限幅器1215用于保护后续电路不因未经过抵消的载波泄漏信号过大而损害,限幅后的信号再由低噪放大器1214进行放大并输出至模拟自干扰抑制电路122。另外,功率检测器1216检测抵消过后的信号的幅度,然后直接送到第一MCU1211的AD端口进行检测,第一MCU1211再与前一次对正交移相进行调整的结果进行对比,找到多次抵消后的较小值,并固定该参数设置。
在模拟自干扰抑制电路122中,由发射链路耦合的一部分发射载波信号,一路输入到矢量调制器1221进行相位和幅度调整,另一路经过自动增益控制电路1222输出固定的电平,以保证不同输出功率下接收解调的本振输入电平保持不变,并经过移相电路1223移相后送入正交混频器1227作为输入本振进行解调处理。矢量调制器1221输出的信号与低噪放大器1214输出的信号在第二合路器1224进行二次抵消,抵消后的包含残余误差信号的标签返回信号依次通过放大器1225、第二滤波器1226后,进入正交混频器1227解调,将解调后的残余误差同相信号I和残余误差正交信号Q输出到控制电路1228进行负反馈放大,输出调整信号,以调整矢量调制器1221的幅度和相位,自动进行闭环自适应调整。另外,解调后的残余误差同相信号I和残余误差正交信号Q分别输出差分信号,经过IF滤波放大电路123后,再由IF可变增益放大电路124进行功率调整,最后经ADC驱动芯片210、ADC芯片220输入到FPGA240进行解码处理。
在该实施例的电子车牌读写器中,由于数控自干扰抑制电路121主要由无源器件构成,不会产生额外的有源噪声,抵消后的电平设定控制在-20dB以下。而模拟自干扰抑制电路122的矢量调制器1221输出电平大约为-20dB左右,矢量调制器1221的调制范围大约40dB,这样可保证前级的数控自干扰抑制电路121输出信号的电平在-20~-60dB范围内,后级的模拟自干扰抑制电路122都能自动对消,既能提高整个系统对消的动态范围,亦能减少模拟自干扰抑制电路122带入额外的噪声,更重要的是可以降低电子车牌读写器天线外部环境变化造成的载波泄漏信号波动对数控自干扰抑制电路121实时性动态跟踪调整的要求压力,提高了系统应用的可靠性和稳定性。
进一步地,在数控自干扰抑制电路121中,正交移相模块1212采用的矢量合成的方式产生一个与载波泄漏信号等幅反相的第一抵消信号,通过调整正交的两路衰减器12125、12125′的衰减量,并通过控制两路移相器12122、12124、12122′、12124′和两路开关器12123、12123′,分别在0~90°、90~180°、180~270°、270~360°象限内合成不同幅度和相位的信号。
在一个可选实施例中,可通过遍历衰减器12125、12125′的全部参量及移相器12122、12124、12122′、12124′和开关器12123、12123′的全部组合参量,可以最精准找到最佳的第一抵消信号幅度和相位。但是,这种方式消耗的时间过长,不能够快速有效完成载波泄漏信号的一次抵消。特别对于外部环境快速变化造成背景电磁反射信号快速变化波动的场合,容易造成接收信号异常丢失,影响通信效果。
在一个优选实施例中,采用特定的正交等分对半控制算法来找到最佳的第一抵消信号幅度和相位,具体为:
首先,检测载波泄漏信号的幅度,如图3A所示,当检测到载波泄漏信号的幅度后,在正交平面等幅度圆上标示出,如记录在象限1上的A1点,则象限3的-A1为需要确定的等幅反相的第一抵消信号。根据A1的幅度,在象限1中,计算出等于A1信号幅度的0.707倍的信号B1和B2参量,设定B1和B2参量进行矢量合成产生的信号为C1,C1与A1的幅度大致相等,同理,在象限2使用B2和B3参量产生C2信号,在象限3使用B3和B4参量产生C3信号,在象限4使用B4和B1参量产生C4信号。
其次,确定第一抵消信号的目标象限,如图3B所示,象限1中,检测和记录C1信号和A1信号抵消合成的信号,该信号幅度为D1,同理,C2信号和A1信号抵消合成的信号幅度为D2,C3信号和A1信号抵消合成的结果信号幅度为D3,C4信号和A1信号抵消合成的结果信号幅度为D4。比较D1、D2、D3、D4信号幅度,可以确定使用象限3的C3信号进行抵消后的信号D3的幅度最小,从而可以确定了第一抵消信号的目标象限落在象限3内。
接着,确定合成第一抵消信号的两个分量的目标幅度区间,如图3C所示,设定B31和B32的参量,B31等于B3的1.414倍,B32为B3的0.707倍。然后将B31参量与B4参量进行矢量合成产生抵消信号E1,再将E1与A1进行抵消,抵消后的信号幅度为F1。同理,如图3D所示,将B32参量与B4参量进行矢量合成产生抵消信号E2,再将E2与A1进行抵消,抵消后的信号幅度为F2,比较F1和F2的大小,可确定信号F1较小,此时,可确定C3的一边合成参量值在B3和B31之间。使用相同的方法,结合图3E,设定B41和B42的参量,B41等于B4的1.414倍,B42为B4的0.707倍。然后将B41参量与B3参量进行矢量合成产生抵消信号G1,再将G1与A1进行抵消,抵消后的信号幅度为H1;结合图3F所示,将B42参量与B3参量进行矢量合成产生抵消信号G2,再将G2与A1进行抵消,抵消后的信号幅度为H2。通过比较H1和H2可确定H2较小,此时,可确定C3的另一边合成参量值在B4和B42之间。
最后,确定目标调整参数。在该步骤中,分别在B3和B31与B4和B42之间区间任意选定衰减器、移相器和开关器的参数,进行遍历对消操作,检测一次抵消后的最小幅度值,即可确定目标的调整参数。另外需说明的是,在不影响效率情况下,B3和B31与B4和B42之间区域可以适当增大,以应对热噪声等造成载波泄漏信号幅度和相位的随机离散变化。
相比通过全部遍历的方式确定目标调整参数,这种正交等分对半控制算法所消耗的时间不到全部遍历算法的1%。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何纂改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (8)
1.一种自干扰抵消装置,用于电子车牌读写器,其特征在于,包括:
数控自干扰抑制电路,用于从发射通道耦合部分发射载波信号,并对所耦合的发射载波信号进行幅度和相位的调整以生成第一抵消信号,且使用所述第一抵消信号对接收通道中的载波泄漏信号进行一次抵消;
模拟自干扰抑制电路,用于从发射通道耦合部分发射载波信号,并对所耦合的发射载波信号进行幅度和相位的调整以生成第二抵消信号,且使用所述第二抵消信号对所述数控自干扰抑制电路输出的信号进行二次抵消;
所述数控自干扰抑制电路包括正交移相模块、第一合路器、低噪放大器、功率检测器和MCU,其中,所述正交移相模块的输入端连接发射通道的第一耦合器,所述正交移相模块的输出端连接所述第一合路器的第一输入端,所述第一合路器的第二输入端输入标签返回信号,所述第一合路器的输出端分别连接所述低噪放大器的输入端及所述功率检测器的输入端,所述功率检测器的输出端连接所述MCU,且所述MCU用于根据所述功率检测器的检测结果控制所述正交移相模块的调整参数,所述低噪放大器的输出端为所述数控自干扰抑制电路的输出端,其中标签返回信号中包含有发射通道泄漏的载波泄漏信号;
所述模拟自干扰抑制电路包括矢量调制器、自动增益控制电路、移相电路、正交混频器、第二合路器、放大器、滤波器及控制电路,其中,所述矢量调制器的输入端连接发射通道的第一耦合器,所述矢量调制器的输出端连接所述第二合路器的第一输入端,所述第二合路器的第二输入端连接所述数控自干扰抑制电路的输出端,所述第二合路器的输出端依次通过所述放大器、所述滤波器连接所述正交混频器的第一输入端;所述自动增益控制电路的输入端连接发射通道的第一耦合器,所述自动增益控制电路的输出端连接所述移相电路的输入端,所述移相电路的输出端连接所述正交混频器的第二输入端;所述控制电路根据所述正交混频器输出的残余误差同向信号及残余误差正交信号控制所述矢量调制器进行相应的幅度和相位调制。
2.根据权利要求1所述的自干扰抵消装置,其特征在于,所述正交移相模块包括90度电桥、第一移相器、第一开关器、第一衰减器、第二移相器、第二开关器、第二衰减器及合成器,其中,所述90度电桥的输入端连接发射通道的第一耦合器,所述90度电桥的第一输出端依次通过所述第一移相器、所述第一开关器、所述第一衰减器连接所述合成器的第一输入端,所述90度电桥的第二输出端依次通过所述第二移相器、所述第二开关器、所述第二衰减器连接所述合成器的第二输入端,所述合成器的输出端连接所述第一合路器第一输入端。
3.根据权利要求1所述的自干扰抵消装置,其特征在于,所述数控自干扰抑制电路还包括限幅器,所述限幅器的输入端连接所述第一合路器的输出端,所述限幅器的输出端连接所述低噪放大器的输入端。
4.根据权利要求1所述的自干扰抵消装置,其特征在于,所述MCU包括:
幅度检测模块,用于检测所述载波泄漏信号的幅度;
象限确定模块,用于确定第一抵消信号所在的目标象限;
分量确定模块,用于在所述目标象限内,确定合成所述第一抵消信号的两个分量的目标幅度区间;
目标确定模块,用于在所述两个分量的目标幅度区间内遍历所述正交移相模块的调整参数,并判断所述功率检测器的检测结果是否满足预设条件,若是,则将满足预设条件时的调整参数确定为目标调整参数。
5.根据权利要求4所述的自干扰抵消装置,其特征在于,
所述象限确定模块,用于在四个象限内分别确定一与所述载波泄漏信号的幅度等值的参考信号,并将四个参考信号分别与所述载波泄漏信号进行合成,且将四个合成信号中最小的一个所对应的参考信号的象限确定为第一抵消信号所在的目标象限。
6.根据权利要求5所述的自干扰抵消装置,其特征在于,所述四个参考信号的相位角分别为45度、135度、225度、270度。
8.一种电子车牌读写器,包括射频单元和信号处理单元,其特征在于,所述射频单元包括设置在接收通道中的自干扰抵消装置,所述自干扰抵消装置为权利要求1-7任一项所述的自干扰抵消装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711402842.XA CN108282171B (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种自干扰抵消装置及电子车牌读写器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711402842.XA CN108282171B (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种自干扰抵消装置及电子车牌读写器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108282171A CN108282171A (zh) | 2018-07-13 |
CN108282171B true CN108282171B (zh) | 2020-06-16 |
Family
ID=62802083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201711402842.XA Active CN108282171B (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种自干扰抵消装置及电子车牌读写器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108282171B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111697983B (zh) * | 2020-03-27 | 2022-03-29 | 中国人民解放军海军工程大学 | 线性调频连续波雷达收发干扰对消装置 |
JP2023067359A (ja) * | 2021-11-01 | 2023-05-16 | 東芝テック株式会社 | 通信装置 |
CN117192526A (zh) * | 2023-08-08 | 2023-12-08 | 南方科技大学 | 一种雷达传感器架构及雷达传感器 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2242184A1 (en) * | 2009-04-02 | 2010-10-20 | Thales Nederland B.V. | An apparatus for emitting and receiving radio-frequency signals, comprising a circuit to cancel interferences. |
CN101951241A (zh) * | 2010-09-15 | 2011-01-19 | 中兴通讯股份有限公司 | 实现射频泄漏对消的装置及方法和射频识别阅读器 |
CN103218644A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-07-24 | 岳流锋 | 一种载波相消的超高频电子标签读写器 |
CN106203222A (zh) * | 2016-07-21 | 2016-12-07 | 苏州沿芯微电子科技有限公司 | 应用于远距离uhf rfid读写器的回波抵消方法 |
CN106301458A (zh) * | 2015-05-18 | 2017-01-04 | 上海华虹集成电路有限责任公司 | 自干扰对消系统和方法 |
CN106339731A (zh) * | 2016-08-18 | 2017-01-18 | 成都九洲电子信息系统股份有限公司 | 可自动调整的射频载波抵消的rfid读写器 |
CN106487727A (zh) * | 2015-08-31 | 2017-03-08 | 北京大学 | 一种全双工自干扰消除方法和全双工系统 |
CN106533473A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-03-22 | 湖南纳雷科技有限公司 | 一种用于连续波雷达的射频对消系统及射频对消方法 |
CN106877899A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-06-20 | 集美大学 | 一种rfid读写器载波泄露消除系统 |
CN206389365U (zh) * | 2017-01-25 | 2017-08-08 | 北京科技大学 | 一种多抽头非等功分全双工模拟自干扰消除装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009097620A1 (en) * | 2008-01-31 | 2009-08-06 | Skyetek, Inc. | System for increasing rfid tag reader sensitivity |
US9887728B2 (en) * | 2011-02-03 | 2018-02-06 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Single channel full duplex wireless communications |
-
2017
- 2017-12-22 CN CN201711402842.XA patent/CN108282171B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2242184A1 (en) * | 2009-04-02 | 2010-10-20 | Thales Nederland B.V. | An apparatus for emitting and receiving radio-frequency signals, comprising a circuit to cancel interferences. |
CN101951241A (zh) * | 2010-09-15 | 2011-01-19 | 中兴通讯股份有限公司 | 实现射频泄漏对消的装置及方法和射频识别阅读器 |
CN103218644A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-07-24 | 岳流锋 | 一种载波相消的超高频电子标签读写器 |
CN106301458A (zh) * | 2015-05-18 | 2017-01-04 | 上海华虹集成电路有限责任公司 | 自干扰对消系统和方法 |
CN106487727A (zh) * | 2015-08-31 | 2017-03-08 | 北京大学 | 一种全双工自干扰消除方法和全双工系统 |
CN106203222A (zh) * | 2016-07-21 | 2016-12-07 | 苏州沿芯微电子科技有限公司 | 应用于远距离uhf rfid读写器的回波抵消方法 |
CN106339731A (zh) * | 2016-08-18 | 2017-01-18 | 成都九洲电子信息系统股份有限公司 | 可自动调整的射频载波抵消的rfid读写器 |
CN106533473A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-03-22 | 湖南纳雷科技有限公司 | 一种用于连续波雷达的射频对消系统及射频对消方法 |
CN106877899A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-06-20 | 集美大学 | 一种rfid读写器载波泄露消除系统 |
CN206389365U (zh) * | 2017-01-25 | 2017-08-08 | 北京科技大学 | 一种多抽头非等功分全双工模拟自干扰消除装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108282171A (zh) | 2018-07-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9576163B2 (en) | Passively coupled RFID receiver | |
US8456283B2 (en) | Device and method for suppressing a transmitted signal in a receiver of an RFID writing/reading device | |
US7899142B2 (en) | Leakage signal cancellation apparatus | |
US8233872B2 (en) | Radio-frequency communication device | |
US7492812B2 (en) | RFID transceiver device | |
CN104573772B (zh) | 射频识别定位与追踪设备及方式 | |
US20090196373A1 (en) | System for increasing rfid tag reader sensitivity | |
US8226003B2 (en) | Adjusting parameters associated with leakage signals | |
CN108282171B (zh) | 一种自干扰抵消装置及电子车牌读写器 | |
CN109039373B (zh) | 一种射频载波自干扰消除装置 | |
CN101951241B (zh) | 实现射频泄漏对消的装置及方法和射频识别阅读器 | |
CN101425823A (zh) | 自干扰信号消除装置和方法以及射频识别读写器 | |
CN104569930A (zh) | 一种线性调频连续波雷达泄漏信号对消电路 | |
CN102222246A (zh) | 射频识别读写器的载波抑制方法及射频装置 | |
CN104009776A (zh) | 干扰消除装置及方法 | |
JP4516029B2 (ja) | リーダライタ装置 | |
CN207652434U (zh) | 超高频射频识别载波两级对消处理电路 | |
US20080293352A1 (en) | Identification of self jammer tone for suppression thereof in rfid systems or the like | |
CN107770106A (zh) | 一种自干扰对消的系统和方法 | |
CN113221591A (zh) | 一种用于超高频射频识别的载波泄露消除装置 | |
CN110969034B (zh) | 一种载波抵消电路及rfid读写器 | |
CN109120290B (zh) | Rfid接收电路及存储介质、电子装置 | |
CN108418601B (zh) | 一种载波对消系统 | |
US10521619B2 (en) | Method and RFID reader for obtaining a backscatter modulated receive signal | |
CN104008409A (zh) | 无源rfid系统中连接天线和读写器的光链路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |